基于蓝牙的多功能高跟鞋设计

摘要：本文介绍了一种以TI的MSP430F2132为控制核心的智能高跟鞋。主要由控制模块，GSM模块，蓝牙模块以及电源部分组成。本系统集语音识别、颜色转换、温度调节和走姿矫正等功能，具有超低功耗，实用性强，保密性好等优点。

关键词：MSP430，GSM，蓝牙，智能

1、引言

如果说这世界上有什么东西最能代表女人，应该就是高跟鞋了。因为穿上高跟鞋，所有的性感、魅力、自信，都会在一瞬间被激发出来。但是社会的不安全因素普遍，我觉得女人对高跟鞋的要求不仅是时尚美观，展现自我，也可以作为防身的有力武器。

随着高科技和信息技术的广泛应用，安全、舒适、便利的智能穿戴已经不再是一个遥远的梦想。由于智能系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活環境，因此已经成为各行各业追逐的热点。相信不远的将来，智能化系统一定能更好地造福人类。所以智能高跟鞋有潜力在这方面发展的，我相信不久的将来鞋子在科技的飞速发展下一定可以成为一颗耀眼的明星，让人们一改对以往样式普通的高跟鞋的看法。 而多功能高跟鞋不仅满足女性对美学的独特见解，而且在这个行业中必定具有很大的潜力。智能鞋结合“智能穿戴”和“互联网+”两部分，可以通过手机App来实现对智能鞋的控制，通过蓝牙传输设备，我们可以随心情来调节鞋的颜色和光度，让每位喜欢时尚名媛感觉真正的拥有了一双属于自己的美鞋

2、系统指标

可以充分利用太阳能进行供电。利用太阳能给蓄电池充电，不再使用家用电，达到节能低碳环保的效果。遥控器实现向周围人求救或者报警的功能。为了缩短时间，我们开发微控制信号采集系统，在接收到信号的同时进行处理并作出相应措施。当感受到温度变化，自动升高或降低温度，保证走路的舒适。还能根据光线变化，自动变化三种颜色。高跟鞋具有低功耗，小型化，多功能的特点。

3、硬件设计

1、可以测量环境的温、湿度信息；通过安装的气体传感器探测有毒易燃性气体，监测结果通过手机短信通知主人

2.通过语音处理，识别并接收主人发出的简单的命令；通过图像模式识别，对障碍物及目标进行简单判断。

3.可以实现颜色变化、遇险报警

4.生理参数检测及诊断模块

智能鞋自身可携带体温、脉搏等生理参数检测模块，可用于日常主人身体健康检查，也可接收无线生理参数检测模块传送的信息，在本机对数据进行预处理及初步诊断。也可通过无线模块将此信息发送至医生的上位机显示，辅助远程诊断。

5.人机交互功能

本文设计的高跟鞋拥有短距离红外，远程GSM，2.4G无线，语音4种控制功能，可以接收控制命令及发送信息，此外，智能鞋配有手机app，发送环境信息，在处于人体健康监测状态下，可以警报人体生理参数信息及初步诊断结果。

4、软件设计

TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

socket用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。

本服务器使用了socket编程，tcpip编程。考虑到报警信息必须接收到，所以通信采用了tcp协议。其工作方式如图，服务器主动打开等待连接，接受到连接后和客户端通信并且存储信息。

第二：服务器算法设计

本服务器详细算法如下图，首先服务器主动打开，启动两个线程，一个线程用于接收客户端发送过来的数据，一个线程用于向客户端发送数据。

接收数据的线程首先判断是否接收到ip数据包，如果没有接收到包则继续等待ip数据包，如果接收到，那么通过程序分析包中的标志位，根据标志位判断ip包发来的数据是什么数据，T那么接收到的是室外温度，H那么接收到的是室外湿度，如图所示。如果接收到的是报警信息，那么首先发送Email给房间的业主，然后再将报警的详细情况更新到数据库。之后再次等待ip数据。

发送数据的线程主要负责向客户端发送请求指令，例如获取室外温湿度的命令，另外发送灯的操作给主人端。服务器判断数据库是否更新，如果更新则说明业主通过web对灯发出了操作指令，那么先判断是否到了预设开关灯的时间，如果到了，那么发送相应的操作给客户端，如果没有到，那么发送当前的灯状态给客户端，之后，发送数据的线程再次判断数据库是否更新。

第三：客服端程序设计

为了实现的低功耗，在MCU（客服端）程序设计时我们采取了在对各个基本模块初始化成功后向服务器发送必要的模拟电器的初始状态信息，在这些基本操作结束后主控MCU即进入低功耗模式。在低功耗模式下，只有当服务器向客户端发送控制命令或者有其它模块的中断申请到来的时候，MCU才会从低功耗模式被唤醒。由客服机的程序设计思路可以看出MCU只有在被唤醒的状态时才是有较大功耗的，而在低功耗模式时其待机电流在只有0.1uA（微安）此时其功耗是完全可以忽略的。所以为了降低功耗就得让中断服务程序以最快的速度执行完毕，所以我们的主时钟系统和子系统时钟都是采用了16M的高频晶振作为时钟源。如此即便是在干电池供电的场合也可连续工作几年的。

参考文献：

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[2]沈建华，杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践[M]北京航空航天大学出版社，2008

[3] 姚瑞琨，易清明.适于硬件实现的97小波变换算术移位法[J].微电子学与计算机.006年第23卷第2期

[4]Moody GB， Mark RG. The MIT-BIH arrhythmia database on CD-ROM and software for use with it [J].Computers in Cardiology，1990：185-188.

[5]Texas Instruments.MSP430x2xx Family Users Guide[M]

作者简介：王静（1994-），内蒙古赤峰人，汉族，大三本科生，智能仪器方向.endprint